亀野誠二, 浦田麻衣（鹿児島大学）、土居明広, 永井洋, 村田泰宏, 望月

W58b
VSOP-2による活動銀河核降着円盤とジェット撮像の画質検証
亀野誠二, 浦田麻衣（鹿児島大学）、土居明広, 永井洋, 村田泰宏, 望月奈々子 (ISAS)
要約
VSOP-2で活動銀河核の降着円盤とジェット加速機構および高エネルギー放射機構を解明するには、分解能と共に感
度・ダイナミックレンジ (DR)・信頼性 (ﬁdelity) など画質の高さも要求される。必要な撮像性能を実現するには、画質
に影響のある要因を洗い出し、それぞれの要因ごとに画質への影響を評価した上で、VSOP-2の要求仕様へとブレーク
ダウンする必要がある。VSOP-2の画質を評価する目的で、ASTRO-G衛星のSEFD, 姿勢変動による利得変動, およびリ
ンク局数の要因によって得られるダイナミックレンジがどのように影響を受けるか、シミュレーションを行った。
試験方法
試験ケース
変動要因
共通条件
• 地上観測局：9局 (BR, PT, SC, MK, VLA, GBT, NRO, ATCA, EB)
• ASTRO-GのSEFD : 6000 Jy, 12000 Jy (2ケース）
• Mrk 501 : 検出限界程度の輝度, コンパクトな構造
• 観測時期：2015年10日 - 360日（10日間隔）
• リンク局数： (3ケース）
• M 87 : 検出限界程度の輝度, 降着円盤＋ジェット構造
• 観測時間：24時間
1（臼田のみ）,
• CIT Package “fake” でビジビリティ生成, Difmapでイメージング
2（臼田＋Yebes）,
• 各局のゲイン不定性：5%
3（臼田＋Yebes + SEST）
• 3C 273 : 高い輝度, 広がったジェットの微細構造
• ASTRO-Gの利得変動：5%, 10%, 30%（3ケース）
• 周波数：22 GHz
結果
Mrk 501
M 87
CLEAN Map
(u, v) coverage
3C 273
CLEAN Map
(u, v) coverage
(u, v) coverage
CLEAN Map
Synthesized beam (PSF)
Synthesized beam (PSF)
性能
image RMS
(mJy/beam)
Dynamic
Range
性能
image RMS
(mJy/beam)
Dynamic
Range
性能
image RMS
(mJy/beam)
Dynamic
Range
Best
0.21
396
Best
0.45
442
Best
2.14
1737
Median
0.34
245
Median
0.76
264
Median
23.6
158
Worst
1.51
55
Worst
1.85
108
Worst
103
36
3C 273
Frequency
100
100
150
200
250
300
350
400
0
0
50
Frequency
150
100
50
0
50
100 200 300 400
M87
150
Mrk 501
Frequency
Dynamic Range
の度数分布
Synthesized beam (PSF)
100
150
200
Dynamic Range
250
300
350
400
450
0
500
Dynamic Range
1000
1500
Dynamic Range
考察
Dynamic Rangeの決定因子
Dynamic Rangeの各要因への依存性線型回帰で、DR が衛星SEFD, 衛星ゲイン安定性, リンク局数の要因にどのように依存してい
るかを調べる。モデル DR = a SEFD + b σamp + c Nlink + ε として、a, b, c の値と有意水準を検定。
Mrk 501
M 87
最尤値
標準偏差
P値
a (SEFDへの依存性)
-5.67E-03
4.29E-04
<2e-16
b (ゲイン安定性への依存性)
-5.52
0.12
<2e-16
c (リンク局数への依存性）
14.7
1.6
<2e-16
ε（上記以外の要因）
340
5.4
<2e-16
3C 273
最尤値
標準偏差
P値
a (SEFDへの依存性)
-0.004
0.002
0.028
< 2e-16
b (ゲイン安定性への依存性)
-1.54
0.53
0.004
2.7
0.005
c (リンク局数への依存性）
26.3
7.1
2.18E-04
9.2
<2e-16
ε（上記以外の要因）
183
24.4
2.13E-13
最尤値
標準偏差
P値
a (SEFDへの依存性)
-2.80E-03
7.24E-04
< 2e-16
b (ゲイン安定性への依存性)
-3.49
0.201
c (リンク局数への依存性）
-7.5
ε（上記以外の要因）
355
Dynamic Rangeを決める衛星関連の要因として最も強いのゲイン安定性、次に衛星SEFD,
Dynamic Rangeを決める衛星関連の要因として最も強いのゲイン安定性、次に衛星SEFDで
Dynamic Rangeを決める衛星関連の要因はリンク局数で、ゲイン安定性と衛星SEFDは有意水
最後にリンク局数であることが分かる。どれもP値が非常に小さく、決定因子として有意
あった。この2要因はP値が非常に小さく、決定因子として有意にDRに影響しているリンク局
準が低く、リンク局数が決定因子として弱いことがわかる。
にDRに影響していることがわかる。
数は負の回帰となったが、有意水準は低く、リンク局数が決定因子として弱いことがわかる。
単純な構造の弱い天体：
感度・較正精度・(u, v)台の全てが効く
複雑な構造の弱い天体：
感度と較正精度が効く
複雑で明るい天体：
主に(u, v)台が効く
ジェット観測要求 (DR > 200) を満たす条件：
降着円盤観測要求 (DR > 200) を満たす条件：
ジェット観測要求 (DR > 200) を満たす条件：
•利得変動 < 17%
•利得変動 ≦ 5%
•リンク局数 ≧ 3
•SEFD < 10,000 Jy
•リンク局数 ≧ 2
•SEFD < 15,000 Jy
• (u, v)のよい軌道条件（観測日を選ぶ）
結論
• M 87で降着円盤撮像を検出するには感度 (SEFD < 15,000 Jy)および較正精度 (≦5%）が重要
• 3C 273のような明るいジェットの観測では、(u, v)の条件が重要（リンク局数≧3）
• Mrk 501のような微弱なジェットの観測では、感度・較正精度・(u, v)全てが重要

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